一轮复习 人教版必修2 第3章 第1节-DNA是主要的遗传物质

第1节DNA是主要的遗传物质遗传物质确定的过程共有三个经典的实验：1、肺炎双球菌转化实验①格里菲思体内转化实验②艾弗里的体外转化实验2、赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌试验3、烟草花叶病毒侵染烟草的实验肺炎双球菌一、肺炎双球菌的转化实验（一）格里菲思的实验——体内转化1.实验材料：小鼠、两种肺炎双球菌多糖类荚膜无多糖类的荚膜、菌落表面粗糙、无毒有多糖类的荚膜、菌落表面光滑、有毒，可致死、可使人患肺炎或使小鼠患败血症R型细菌S型细菌不死亡死亡不死亡死亡S型活细菌一、肺炎双球菌的转化实验（一）格里菲思的实验——体内转化分离

。1、写出下列实验现象第一组：R型活细菌小鼠

。第二组：S型活细菌小鼠

。第三组：加热杀死的S型细菌小鼠

。第四组：R型活细菌+加热杀死的S型细菌小鼠

；注射注射注射注射R型细菌无毒性，S型细菌有毒性加热杀死的S型细菌无毒性转化为有毒的S型活细菌遗传加热杀死的S型细菌中有“转化因子”2、实验现象分析(1)第一组和第二组对照，说明_______________________________________________。(2)第一组、第二组和第三组对照，说明_______________________________________________。(3)四组实验对照，说明无毒性的R型活细菌在与加热杀死的S型细菌混合后，________________________，并且这种性状的转化是可以______的。3、实验结论：________________________________________。（一）格里菲思的实验——体内转化（二）艾弗里实验——体外转化1、实验过程设计思路：设法把S型细菌的各种物质（主要是DNA与蛋白质）分离，研究各自的效应。S型细菌的DNADNADNA遗传物质2、实验现象分析(1)只有加入_____________________，R型细菌才能转化为S型细菌。(2)S型细菌的DNA加入______酶后不能使R型细菌发生转化。3、实验结论：S型细菌的_______是“转化因子”，即DNA是___________。（二）艾弗里实验——体外转化1．体内转化与体外转化比较（三）肺炎双球菌的转化实验相关问题分析（三）肺炎双球菌的转化实验相关问题分析1、加热杀死的S型细菌中DNA仍有活性(DNA的热稳定性高)：

加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。2、部分R型细菌转化成S型细菌的实质：S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。例1：利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法错误的是（）A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B．F组可以分离出S和R两种肺炎双球菌C．F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组D二、噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希和蔡斯噬菌体是病毒的一种，其特别之处是专以细菌为宿主，较为人知的噬菌体是以大肠杆菌为寄主的T2噬菌体。跟别的病毒一样，噬菌体只是一团由蛋白质外壳包裹着遗传物质，大部分噬菌体还长有“尾巴”，用来将遗传物质注入宿主体内，合成子代噬菌体后能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体。二、噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希和蔡斯（一）T2噬菌体侵染细菌的过程1.首先，噬菌体的尾端吸附在细菌的表面；2.然后，噬菌体把DNA全部注入细菌体内，而蛋白质外壳则留在细菌体外不起作用；5.最后，这些子代噬菌体由于细菌的解体而被释放出来，再去侵染其他的细菌。4.这些新合成的DNA和蛋白质外壳组装出很多个与亲代一模一样的子代噬菌体。3.噬菌体的DNA在细菌体内，利用细菌的化学成分合成噬菌体自身的DNA和蛋白质；（一）T2噬菌体侵染细菌的过程正在裂解的大肠杆菌(1)模板：(2)合成DNA的原料：(3)合成蛋白质：吸附1、噬菌体的增殖原料：场所：注入释放组装合成亲代噬菌体DNA大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸大肠杆菌的氨基酸大肠杆菌的核糖体一群噬菌体正在攻击大肠杆菌通过搅拌和离心法可将吸附在大肠杆菌的噬菌体分离，上清液为质量较轻的噬菌体，沉淀物为质量较重的大肠杆菌。二、噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希和蔡斯专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。1．实验材料：________________________。2．实验方法：__________________，该实验中用35S、32P分别标记________________________。T2噬菌体和大肠杆菌同位素示踪法噬菌体的蛋白质和DNA组成蛋白质的元素：C、H、O、N、S组成DNA的元素：C、H、O、N、P3532很低很高3．实验过程含35S的大肠杆菌含35S的细菌培养基+大肠杆菌培养+噬菌体培养35S标记的噬菌体(2)侵染细菌35S标记的噬菌体

+大肠杆菌混合培养搅拌、离心结果上清液放射性

；沉淀物反射性

。(1)标记噬菌体二、噬菌体侵染细菌的实验实验一：35S标记（蛋白质）的噬菌体侵染大肠杆菌很低很高3．实验过程含32P的大肠杆菌含32P的细菌培养基+大肠杆菌培养+噬菌体培养32P标记的噬菌体(2)侵染细菌32P标记的噬菌体

+大肠杆菌混合培养搅拌、离心结果上清液放射性

；沉淀物反射性

。(1)标记噬菌体二、噬菌体侵染细菌的实验实验一：32P标记（DNA）的噬菌体侵染大肠杆菌4．实验结果分析(1)用35S标记噬菌体，上清液中放射性很高的原因：蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中。(2)用32P标记噬菌体，沉淀物中放射性很高的原因：DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中。

在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质，也就是说,子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，因此DNA才是真正的遗传物质。5．实验结论1、为什么体内转化实验不能说明谁是转化因子S型细菌的各种物质没有分开2、体内转化与体外转化实验的关系？体内转化实验说明S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA。3、加热杀死的S型细菌的DNA是如何使R型转化为S型的？基因重组（类似于转基因技术）解决：解决：1、不能用培养基直接培养噬菌体。为什么？因为噬菌体进行寄生生活。3、该实验能不能证明蛋白质不是遗传物质？不能，因为噬菌体侵染时蛋白质外壳留在大肠杆菌体外，其作用不能证明。4、合成的子代噬菌体，DNA模板是谁的，原料是谁的？包括哪些原料？利用的细胞器是谁的？原料：酶、4种脱氧核苷酸、氨基酸、ATP等；利用大肠杆菌的核糖体。2、分别获得被32P、35S标记的噬菌体的具体方法是？分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌。5、离心和搅拌的目的？使噬菌体的蛋白质外壳脱离大肠杆菌1.标记大肠杆菌2.标记噬菌体3.标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌4.搅拌离心培养液：上清液（培养液，含亲代噬菌体）5.观察放射性沉淀物（大肠杆菌，含子代噬菌体）实验过程二、噬菌体侵染细菌的实验(1)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含有35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌，离心后全存在于上清液；实际操作中，沉淀物中也有少量放射性，原因是：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。6.实验误差分析(2)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含有32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液放射性为0；实际操作中，上清液中有少量放射性，原因是：①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。6.实验误差分析[典例1]（2015苏州模拟）赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无32P标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述正确的是()

A．用含32P的培养基培养T2噬菌体可获得被32P标记的T2噬菌体

B．搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与噬菌体的DNA分开

C．如果离心前保温时间过长，会导致上清液中的放射性升高

D．该实验结果说明DNA是主要遗传物质而蛋白质不是遗传物质C[典例2]关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是()A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质C三、证明DNA是遗传物质的实验方法比较四、RNA是遗传物质的实验证据1、烟草花叶病毒侵染烟草实验烟草花叶病毒（简称TMV）的基本成分就是蛋白质和RNA五、生物的遗传物质√××1．(高考题组合)判断有关噬菌体侵染细菌实验叙述的正误。(1)(2012·江苏卷，2B)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力()(2)(2011·江苏卷，12A)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体()(3)(2011·江苏卷，12D)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质()(4)(2012·重庆卷，2B)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸()(5)(2011·江苏卷，12D)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致()×√2．(2013·新课标全国Ⅱ卷，5)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是()①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验A．①②B．②③C．③④ D．④⑤C3.科学家格里菲斯和艾弗里所做的肺炎双球菌的实验是为了（）A.证明DNA是主要的遗传物质，RNA也有遗传的作用B.筛选肺炎球菌的药物C.证明DNA是生物的遗传物质，蛋白质不是遗传物质D.证明DNA的复制是半保留复制C4.艾佛里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔斯与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是（）A.二者都应用同位素示踪法B.二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应C.艾佛里实验设置了对照，赫尔斯与蔡斯的实验没有对照D.二者都诱发了基因突变B5．噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代菌体中35S和32P的分布规律是()A．外壳内有35S和32S，核心内只含有32PB．外壳内只有32S，核心内只含有32PC．外壳内有35S和32S，核心内都含有32P和31PD．外壳内只有32S，核心内都含有31PD6．(2015·哈尔滨模拟)如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为()A．可在外壳中找到3H、15N和35SB．可在DNA中找到3H、15N和32PC．可在外壳中找到15N、32SD．可在DNA中找到15N、32P、32SB7.下图是赫尔希和蔡斯所做的关于噬菌体侵染细菌的实验示意图，下列有关说法错误的是（）A.若想得到被标记的噬菌体，必须先得到被同种元素标记的细菌B.若沉淀物的放射性很高，则第一步是获得35S标记的噬菌体C.第二步培养时间的长短可能会影响沉淀和上清液中放射性的变化D.若要证明DNA是遗传物质，应